本发明公开了一种高浓盐水处理系统，包括依次连接的第一沉淀池、缺氧好氧池、第二沉淀池、催化氧化池、超滤单元、高盐反渗透池、弱酸阳床和EDI膜浓缩单元，其中，第一沉淀池用于沉淀去除高浓盐水中的悬浮物；缺氧好氧池用于对第一沉淀池中的高浓盐水COD进行初步降解；第二沉淀池用于对高浓盐水中的悬浮物再次去除；催化氧化池用于对高浓盐水中的氨氮和COD进行而二次降解；超滤单元用于去除催化氧化池二次降解后高浓盐水中的悬浮物、胶体、大分子有机物；高盐反渗透池用于脱去超滤单元中流出高浓盐水中的盐分；弱酸阳床用于对水质进行软化；EDI膜浓缩单元用于对软化后的高浓盐水进行脱盐，有效降低废水中的含盐量，不污染环境，减少了盐水的处理成本。